CSP-J教程——第一阶段——第二课：变量与数据类型

课程目标

• 理解变量的概念和作用
• 掌握四种基本数据类型
• 学会使用常量
• 掌握标识符命名规则
• 能够用变量存储和操作信息

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第一部分：变量------数据的"盒子"（30分钟）

1.1 什么是变量？

盒子比喻：

• 变量就像贴了标签的储物盒
• 变量名 = 盒子的标签（如"年龄盒子"）
• 数据类型 = 盒子的类型（如"数字盒"、"文字盒"）
• 值 = 盒子里的内容（如12、"小明"）

1.2 为什么需要变量？

没有变量的困境：

// 只能计算固定的值
cout << 10 + 5 << endl;  // 永远输出15

有变量的便利：

// 可以计算变化的值
int score = 10;
cout << score + 5 << endl;  // 如果score改变，结果也会变

1.3 变量的声明和初始化

声明变量： 告诉计算机"我要一个盒子"

int age;          // 声明一个整数变量
double height;    // 声明一个小数变量
char grade;       // 声明一个字符变量

初始化变量： 往盒子里放东西

// 方法1：先声明，后赋值
int age;
age = 12;

// 方法2：声明同时赋值（推荐）
int age = 12;

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第二部分：基本数据类型（40分钟）

2.1 整数类型（int）

用途： 存储没有小数部分的数字

int age = 12;
int score = 100;
int temperature = -5;

特点：

• 可以是正数、负数或零
• 不能有小数点

2.2 浮点数类型（double）

用途： 存储有小数部分的数字

double height = 1.65;
double weight = 45.5;
double pi = 3.14159;

特点：

• 可以表示小数
• 精度比float更高（推荐使用double）

2.3 字符类型（char）

用途： 存储单个字符

char grade = 'A';
char firstLetter = 'Z';
char symbol = '+';

重要规则：

• 必须用单引号 '' 括起来
• 只能放一个字符

2.4 布尔类型（bool）

用途： 表示真或假

bool isSunny = true;
bool isRaining = false;
bool hasHomework = true;

实际值：

• true = 真 = 1
• false = 假 = 0

2.5 数据类型总结表

类型	含义	例子	用途
int	整数	12, -5, 100	年龄、分数、数量
double	小数	3.14, 1.65, -2.5	身高、体重、温度
char	字符	'A', '1', '+'	等级、符号、字母
bool	布尔	true, false	是否、开关、状态

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第三部分：标识符命名规则（20分钟）

3.1 什么是标识符？

标识符就是给变量、常量等起的名字

3.2 命名规则（必须遵守）

允许的字符：

• 字母（A-Z, a-z）
• 数字（0-9）
• 下划线（_）

规则：

1. 不能以数字开头
2. 不能是C++关键字（如int, double, if等）
3. 区分大小写

例子：

// 正确的命名
int age;
double studentHeight;
char first_name;
bool isPassed;

// 错误的命名
int 2age;        // 错误：数字开头
double double;   // 错误：关键字
char first-name; // 错误：包含减号

3.3 好的命名习惯（建议遵守）

清晰有意义：

// 好的命名
int studentAge;
double examScore;
bool isHomeworkDone;

// 不好的命名
int a;          // 太简单，不知道什么意思
double x1;      // 没有意义
bool f;         // 不清楚表示什么

命名风格：

• 驼峰命名法：studentAge, totalScore
• 下划线命名法：student_age, total_score

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第四部分：常量（15分钟）

4.1 什么是常量？

常量就是值不能改变的变量

比喻： 像刻在石头上的字，一旦写好就不能修改

4.2 定义常量

使用 const 关键字

const double PI = 3.14159;
const int MAX_SCORE = 100;
const char SCHOOL_CODE = 'A';

4.3 为什么要用常量？

1. 防止意外修改
2. 提高代码可读性
3. 便于统一修改

例子对比：

// 没有常量：魔法数字，难以理解
area = 3.14159 * radius * radius;

// 使用常量：意义明确
const double PI = 3.14159;
area = PI * radius * radius;

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第五部分：综合示例与练习（25分钟）

5.1 完整示例：学生信息管理

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 学生信息变量
    const char CLASS_GRADE = 'B';  // 班级等级（常量）
    
    string studentName = "小明";   // 学生姓名
    int age = 12;                  // 年龄
    double height = 1.65;          // 身高（米）
    char bloodType = 'O';          // 血型
    bool isBoarder = true;         // 是否住宿
    
    // 输出学生信息
    cout << "=== 学生信息卡 ===" << endl;
    cout << "姓名：" << studentName << endl;
    cout << "年龄：" << age << "岁" << endl;
    cout << "身高：" << height << "米" << endl;
    cout << "血型：" << bloodType << "型" << endl;
    cout << "班级等级：" << CLASS_GRADE << "班" << endl;
    cout << "住宿情况：" << (isBoarder ? "是" : "否") << endl;
    
    return 0;
}

5.2 变量运算示例

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    // 数学运算
    int mathScore = 95;
    int englishScore = 88;
    int totalScore = mathScore + englishScore;
    double averageScore = totalScore / 2.0;
    
    cout << "数学成绩：" << mathScore << endl;
    cout << "英语成绩：" << englishScore << endl;
    cout << "总分：" << totalScore << endl;
    cout << "平均分：" << averageScore << endl;
    
    // 变量值修改
    mathScore = 98;  // 数学成绩提高了
    cout << "新的数学成绩：" << mathScore << endl;
    
    return 0;
}

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练习与作业

基础练习（必做）

练习1：个人信息管理

创建一个程序，存储并输出你的个人信息：

• 姓名（字符串）
• 年龄（整数）
• 身高（小数）
• 最喜欢的字母（字符）
• 是否喜欢编程（布尔）

练习2：简单计算器

编写程序计算两个数的和、差、积、商：

int a = 15;
int b = 3;
// 计算并输出 a+b, a-b, a*b, a/b 的结果

练习3：常量应用

定义以下常量，并用它们计算：

• 圆周率 PI = 3.14
• 重力加速度 G = 9.8
• 最大年龄 MAX_AGE = 18

计算半径为5的圆的面积和周长。

挑战练习（选做）

挑战1：数据类型转换

尝试不同类型变量之间的赋值，观察会发生什么：

int a = 10;
double b = a;        // 整数赋值给小数
char c = 'A';
int d = c;           // 字符赋值给整数

挑战2：变量交换

编写程序交换两个变量的值：

int x = 5, y = 10;
// 交换后：x=10, y=5

挑战3：单位转换

编写程序进行单位转换：

• 将英寸转换为厘米（1英寸=2.54厘米）
• 将华氏度转换为摄氏度（C = (F-32)×5/9）

实验任务

任务1：命名规则验证

尝试以下命名，记录哪些可以通过编译：

int 2things;      double student-name;
char what?;       bool is_correct;
int main;         double π;

任务2：常量测试

尝试修改常量的值，观察会发生什么：

const int MAX = 100;
MAX = 200;  // 这行会发生什么？

任务3：变量范围探索

测试变量的取值范围：

int bigNumber = 3000000000;    // 会发生什么？
double verySmall = 0.0000000000000000001;

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常见错误与调试

常见错误类型

1. 未初始化变量

int score;
cout << score;  // 错误：score没有初始值

2. 类型不匹配

int age = "12";  // 错误：字符串不能赋给整数

3. 命名错误

int student age;  // 错误：变量名不能有空格

4. 修改常量

const int MAX = 100;
MAX = 200;       // 错误：常量不能修改

调试技巧

1. 逐行检查：确认每行代码的意思
2. 输出中间结果：用cout显示变量的当前值
3. 注释大法：暂时注释掉有问题的代码

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学习总结

今天学到了：

• ✅ 变量：存储数据的命名容器
• ✅ 四种基本数据类型：int, double, char, bool
• ✅ 常量：值不可变的变量
• ✅ 命名规则：标识符的命名规范
• ✅ 变量操作：声明、赋值、使用

关键概念回顾：

• 变量声明 ：数据类型 变量名;
• 变量赋值 ：变量名 = 值;
• 常量定义 ：const 数据类型 常量名 = 值;
• 命名规则：字母/数字/下划线，不以数字开头，不是关键字

下一课预告：

下一节课我们将学习基本的输入与输出，让程序能够与用户交互，从键盘读取数据！

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